Robotarm bestuurbaar met gedachtenkracht

Duitse onderzoekers hebben een robotarm ontwikkeld die verlamden kunnen bedienen door aan een beweging te denken. Brain2Robot bepaalt met een EEG (elektro-encefalogram) de elektrische activiteit in het motorische gedeelte van het brein en vertaalt deze in aansturingscommando's.

Duitse onderzoekers demonstreren deze week op een medische beurs in Düsseldorf een robotarm, die mensen kunnen besturen door te denken aan een beweging.  De robotarm komt "binnen enkele jaren" op de markt en kan bijvoorbeeld in prothesen en rolstoelen worden  ingebouwd.

De onderzoekers hebben zeven jaar gewerkt aan hun Brain-Computer-Interface (BCI), die EEG-metingen doorstuurt naar een computer. Dat gebeurt via een soort badmuts met elektroden, die via de hoofdhuid de elektrische activiteit meet in het breingedeelte dat verantwoordelijk is voor lichamelijke beweging. Dit breingedeelte is niet alleen actief als een mens beweegt, maar ook als hij kijkt naar iemand anders die beweegt, of zelfs alleen maar denkt aan beweging.

De breinsignalen worden naar een computer gestuurd, waar software er bewegingswensen uit destilleert en deze als commando's doorstuurt naar de robotarm. Behalve de robotarm ontwikkelden de onderzoekers ook een schrijfmachine die met gedachtenkracht kan worden aangestuurd. Het project heet Brain2Robot, en werd uitgevoerd door onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST en het academisch ziekenhuis van Berlijn.

Het is zeker niet de eerste keer dat onderzoekers erin zijn geslaagd hersensignalen om te zetten in besturingscommando's. Zo verwierf Kevin Warwick in 2002 wereldfaam door zichzelf op een computer aan te sluiten. Via een (tijdelijk) implantaat in zijn armzenuw ontving een pc de elektrische signalen waarmee zijn brein zijn hand aanstuurde. Door zijn hand te bewegen kon de hoogleraar cybernetica aan de Universiteit van Reading een robothand en een rolstoel bedienen. Nadat zijn vrouw Irena eveneens een elektrode in haar arm had laten inbrengen, konden ze elkaars handbewegingen voelen.

Hoge verwachtingen

Het Amerikaanse onderzoeksbureau Bccresearch voorspelt dat de markt voor micro-elektronische medische implantaten in 2009 wereldwijd 32,2 miljard dollar zal bedragen. Op dit moment vormen pacemakers nog de grootste markt, gevolgd door neurostimulatoren, die onder andere worden gebruikt voor pijnbestrijding. Daarbij verstuurt een chip via een elektrode lichte elektrische pulsen aan het zenuwstelsel, waardoor de overdracht van pijnsignalen naar de hersenen wordt verstoord en de pijn verlicht.

Een andere grote markt is die voor interne hoorapparaten. Bij deze ‘cochleare' implantaten bewerkt een chip de geluiden uit de buitenwereld. Het digitale signaal reist draadloos naar een chip onder de huid. De chip verstuurt over een elektrodenbundel elektrische signalen naar het binnenoor, waar de gehoorszenuwen de signalen naar het brein transporteert. Ook zijn er oogchips in ontwikkeling die lichtsignalen vertalen naar elektrische signalen.

Stembanden

Ook brein-implantaten bestaan. Zo verminderen de symptomen van de ziekte van Parkinson door het implanteren van een neurostimulator onder de huid, die via elektroden pulsen naar bepaalde delen van het brein verstuurt. Blinden kunnen in beperkte mate weer zien via een computer die camerabeelden bewerkt en het resultaat via geïmplanteerde elektronen naar het hersengebied stuurt dat wordt gebruikt voor kijken.